[發明專利]采礦裝置、頂板巖體監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010079796.X
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN111289576A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王亞軍;田喜春;何滿潮;楊軍;王琦;侯世林;劉簡寧
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01B7/16
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王輝;闞梓瑄

本公開涉及采礦技術領域，提供了一種采礦裝置、頂板巖體監測裝置及頂板巖體監測方法。該頂板巖體監測裝置包括多個監測電極、電阻率檢測裝置以及控制裝置。多個監測電極均設于所述頂板巖體內。電阻率檢測裝置與多個所述監測電極均連接，用于檢測所述頂板巖體位于任意兩個所述監測電極之間的部分的電阻率。控制裝置與所述電阻率檢測裝置連接，用于根據所述電阻率確定所述頂板巖體的物理力學參數。本公開能夠降低冒頂事故發生的幾率。

技術領域

本公開涉及采礦技術領域，尤其涉及一種采礦裝置、頂板巖體監測裝置及頂板巖體監測方法。

背景技術

作為煤礦開采過程中最常見的事故，巷道冒頂對井下人員生命安全以及煤礦安全生產帶來嚴重的威脅。

隨著采煤技術的不斷發展，從傳統的留煤柱采煤法到沿空留巷采煤法，以及近年發展的無煤柱自成巷開采技術，對巷道頂板巖體的維護一直是煤礦安全生產的重中之重，而實時掌握頂板巖體變形狀況，是及時維護頂板的關鍵。用于頂板巖體監測的傳統方法有巷道表面位移監測、支護結構受力監測、頂板離層監測等。這些方法簡單易操作，但是這些監測手段只能在頂板巖體發生宏觀變形后才能對頂板巖體的變形程度進行評估，導致操作人員不能及時對頂板巖體進行維護，增加了冒頂事故發生的幾率。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本公開的目的在于提供一種采礦裝置、頂板巖體監測裝置及頂板巖體監測方法，能夠降低冒頂事故發生的幾率。

根據本公開的一個方面，提供一種頂板巖體監測裝置，包括：

多個監測電極，均設于所述頂板巖體內；

電阻率檢測裝置，與多個所述監測電極均連接，用于檢測所述頂板巖體位于任意兩個所述監測電極之間的部分的電阻率；

控制裝置，與所述電阻率檢測裝置連接，用于根據所述電阻率確定所述頂板巖體的物理力學參數。

在本公開的一種示例性實施例中，多個所述監測電極包括至少兩個電極組，各所述電極組均包括多個監測電極，一個所述電極組中的多個所述監測電極位于第一平面，另一個所述電極組中的多個所述監測電極位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面不共面。

在本公開的一種示例性實施例中，所述第一平面和所述第二平面垂直。

在本公開的一種示例性實施例中，所述頂板巖體遠離地表的一側設有采空區域、巷道區域以及實體礦區域，所述頂板巖體對應于采空區域、巷道區域以及實體礦區域的部分均設有所述監測電極。

在本公開的一種示例性實施例中，所述頂板巖體包括斷裂區巖層和垮落區巖層，所述垮落區巖層位于所述斷裂區巖層遠離地表的一側，所述斷裂區巖層和所述垮落區巖層均設有多個所述監測電極。

在本公開的一種示例性實施例中，所述物理力學參數包括應變量、裂隙率以及彈性模量中的至少一個。

在本公開的一種示例性實施例中，所述物理力學參數包括彈性模量，所述控制裝置用于根據所述電阻率以及預設關系式確定所述彈性模量，所述預設關系式為：

y＝-ax²+bx+c；

其中，a、b、c均為常數，y為電阻率，x為彈性模量。

根據本公開的一個方面，提供一種頂板巖體監測方法，包括：

在所述頂板巖體內設置多個監測電極；

檢測所述頂板巖體位于任意兩個監測電極之間的部分的電阻率；

根據所述電阻率確定所述頂板巖體的物理力學參數。